La evolucion del universo

Actualmente la mayoría de los científicos apoyan la teoría del Big Bang, que se basa en los siguientes argumentos:

» Predice un origen común para el espacio y el tiempo, es decir para el universo.

» Explica la formación de la materia y su distribución actual.

» Se fundamenta en la teoría de la relatividad general.

» Predice la evolución de los objetos y estructuras cósmicas.

¿Cómo se transformaron los materiales primigenios en nuestro actual universo organizado en estrellas, galaxias y cúmulos galácticos?

Los datos aportados por la sonda WMAP de la NASA parecen indicar que el universo se originó hace unos 13 700 millones de años. En sus primeros momentos era solo algo formado esencialmente por energía distribuida homogéneamente. A partir de ese momento inició una expansión que todavía hoy continúa. Las fuerzas de la naturaleza no se manifestaban corno hoy día y todo indica que se comportaban como una sola. A los 10^-43 s esta fuerza única ya se había desdoblado en dos, la gravedad y la fuerza nuclear fuerte, como consecuencia de lo que podríamos considerar un cambio de estado en aquel universo primigenio.

Cuando el universo tenía todavía una edad enormemente pequeña, unos 10^-35 s, se piensa que tuvo lugar un aumento exponencial (se considera que hasta en un factor de 10¹⁰⁰) en el tamaño del universo durante un brevísimo periodo de tiempo (en el intervalo de 10^-35 a 10^-32 s); es lo que se conoce como inflación cósmica. También se produjo la separación de la fuerza electrodébil. Al terminar esta época, el universo ya contenía partículas, en concreto un plasma de gluones, quarks, electrones, neutrinos y fotones que interaccionaban mediante la fuerza nuclear fuerte, la gravedad y la fuerza electrodébil.

El universo continuó su expansión, pero más lentamente, y se fue enfriando al repartir su energía en un mayor volumen. Cuando el universo tenía 10^-10 s y la temperatura era de unos 10¹⁵ K, tuvo lugar otro cambio de fase en el que se separaron las fuerzas débil y electromagnética, de modo que todas las fuerzas quedaron tal y como las conocemos hoy en día. Un poco después, entre 10^-6 y 10^-3, los quarks fueron confinados por los gluones y formaron bariones, como los protones y los neutrones.

Tiempo después, cuando el universo tenía una edad de 3 min y la temperatura había bajado hasta los 10⁹ K, los protones y los neutrones pudieron permanecer unidos y se produjo la nucleosíntesis, es decir, dieron lugar a los núcleos de los átomos ligeros: hidrógeno, helio y algo de litio. En esta época la densidad era tan grande que los fotones eran absorbidos casi inmediatamente después de ser emitidos, por lo que se trataba de una época oscura.

Como se deduce de los datos aportados por la sonda WMAR cuando la temperatura era de unos 6000 K, el enfriamiento del universo permitió a unos 380000 años del origen que los electrones permanecieran asociados a los núcleos y se formaran los primeros átomos. La consecuencia de todo esto fue que la densidad de partículas disminuyó enormemente y los fotones pudieron escapar y desplazarse casi con total libertad por el espacio: el universo se hizo transparente. Esta es la luz que hoy captamos como fondo cósmico de microondas.

La expansión continuó. Ciertas regiones del universo tenían una pequeña densidad de materia ligeramente superior al resto, las conocidas metafóricamente como arrugas en el espacio, lo cual les permitió, gracias a la gravedad, volverse cada vez más densas y acumular materia.

Cuando el universo tenía 1000 millones de años y su temperatura era de unos 18 K, estas aglomeraciones dieron lugar a las galaxias. En el seno de estas enormes acumulaciones de materia, que era básicamente hidrógeno y helio, algunas zonas aumentaron todavía más su densidad.

Con el tiempo las presiones y temperaturas alcanzadas fueron tan grandes que los átomos de hidrógeno pudieron fusionarse y originar helio. Acababan de nacer las estrellas de primera generación.

Esas primeras estrellas quemaron su combustible nuclear y lo transformaron en el resto de los átomos que hoy encontramos en el universo. Muchos de estos átomos fueron expulsados al espacio cuando algunas de esas estrellas explotaron como supernovas. Las nuevas estrellas que se formaron, y todavía lo hacen, a partir de ese material son las estrellas de segunda generación.

Hoy día el universo se considera formado solo en un 5 % por este tipo de materia, un 25 % es materia oscura, que no emite luz, y el resto es energía oscura, una forma de energía poco conocida y que parece ser responsable de la aceleración en la expansión del universo.